2024-2025學(xué)年高中物理第十九章原子核測評含解析新人教版選修3-5

PAGE6-第十九章測評(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。其中第1~5題為單選題;第6~8題為多選題,全部選對得6分,選不全得3分,有選錯或不答的得0分)1.依據(jù)近代物理學(xué)問,你認為下列說法中正確的是()A.相同頻率的光照耀不同金屬,則從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大,這種金屬的逸出功越大B.已知氫原子從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)須要汲取的能量為12.09eV,則動能等于12.09eV的另一個氫原子與這個氫原子發(fā)生正碰,可以使這個原來靜止并處于基態(tài)的氫原子躍遷到該激發(fā)態(tài)C.在原子核中,比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越堅固D.鈾核(92238U)衰變?yōu)殂U核(82解析依據(jù)Ekm=hν-W0知,頻率相同,從金屬表面逸出的光電子最大初動能越大,金屬的逸出功越小,故A錯誤;已知氫原子從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)須要汲取的能量為12.09eV,用動能等于12.09eV的另一個氫原子與這個氫原子發(fā)生正碰,能量部分被汲取,不能從基態(tài)躍遷到該激發(fā)態(tài),故B錯誤;在原子核中,比結(jié)合能越大,原子核中的核子結(jié)合越堅固,故C正確;鈾核(

92238U)衰變?yōu)殂U核答案C2.下列說法正確的是()A.太陽是宇宙的中心B.太陽系中只存在太陽和它的八大行星C.太陽系是由太陽和若干行星以及它們的衛(wèi)星還有彗星組成的D.太陽最終會變?yōu)橹凶有墙馕鎏栂抵幸蕴枮橹行?有八大行星繞太陽運行,有的行星還有衛(wèi)星,此外還有2000多顆比較小的小行星和彗星等,所以敘述較完整的是C項。通常我們所說的八大行星是指太陽系中較大的幾顆行星,太陽系的組成中還有小行星和彗星。天體物理的探討表明,當(dāng)恒星質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1.422倍,最終整個恒星成為中子星,故D錯。答案C3.由下圖可得出結(jié)論()A.質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和小于氘核的質(zhì)量B.質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和等于氘核的質(zhì)量C.氘核分解為質(zhì)子和中子時要汲取能量D.質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時要汲取能量解析由圖可以看出,氘核分解為質(zhì)子和中子的過程中是汲取能量的,因此兩個核子質(zhì)量之和大于氘核的質(zhì)量,C正確。答案C4.

510B俘獲1個α粒子,生成

713N,放出x粒子,而

7A.中子和正電子 B.中子和電子C.質(zhì)子和正電子 D.質(zhì)子和中子解析依據(jù)題意,寫出該核反應(yīng)的方程式為

510B+24He→

713N+x,713N→613C+y,由核反應(yīng)中的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒分別得x、y的電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)為Zx=5+2-7=0,Ax=10+4-13=1,Zy答案A5.1934年,約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔,首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X,反應(yīng)方程為

24He+1327Al→X+0A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C.X的電荷數(shù)比

13D.X的質(zhì)量數(shù)與

13解析依據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒的規(guī)律可知,X的質(zhì)量數(shù)為4+27-1=30,電荷數(shù)為2+13-0=15,Y的質(zhì)量數(shù)為30,電荷數(shù)為15-1=14,則X的質(zhì)量數(shù)和Y的質(zhì)量數(shù)相等,X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1,選項A正確,選項B錯誤;X的電荷數(shù)比

1327Al的電荷數(shù)多15-13=2,選項C錯誤;X的質(zhì)量數(shù)比答案A6.鈾核裂變是核電站核能的重要來源,其一種裂變反應(yīng)式是

92235U+01nA.上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B.鈾塊體積對鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響C.鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工限制D.鈾核的半衰期會受到環(huán)境溫度的影響解析依據(jù)裂變反應(yīng)的規(guī)律和影響半衰期的因素解決問題。裂變反應(yīng)式中的

0答案AC7.下列說法正確的是()A.康普頓發(fā)覺了電子B.盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型C.貝可勒爾發(fā)覺了鈾和含鈾礦物的自然放射現(xiàn)象D.倫琴發(fā)覺了X射線解析1897年湯姆孫發(fā)覺了電子;1911年盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型;貝可勒爾發(fā)覺鈾和含鈾礦物的自然放射現(xiàn)象;倫琴發(fā)覺了X射線。故B、C、D正確,A項錯誤。答案BCD8.中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時,質(zhì)量虧損為Δm,相應(yīng)的能量ΔE=Δmc2=2.2MeV是氘核的結(jié)合能。下列說法正確的是()A.用能量小于2.2MeV的光子照耀靜止氘核時,氘核不能分解為一個質(zhì)子和一個中子B.用能量小于2.2MeV的光子照耀靜止氘核時,氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子,它們的動能之和為零C.用能量大于2.2MeV的光子照耀靜止氘核時,氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子,它們的動能之和為零D.用能量大于2.2MeV的光子照耀靜止氘核時,氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子,它們的動能之和不為零解析用能量小于結(jié)合能的光子照耀氘核時,氘核肯定不能分解,所以A正確,B錯誤。用能量大于結(jié)合能的光子照耀氘核時,氘核可能分解,只要分解,分解出的質(zhì)子和中子動能之和肯定不為零(若動能之和為零就分不開了),所以C錯誤,D正確。答案AD二、填空題(本題共2小題,共18分。把答案填在題中的橫線上)9.(8分)1919年盧瑟福通過如圖所示的試驗裝置,第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變,并由此發(fā)覺。圖中A為放射源發(fā)出的粒子,B為氣。完成該試驗的下列核反應(yīng)方程+→

817O+解析人類第一次完成原子核的人工轉(zhuǎn)變的試驗,是用α粒子轟擊氮核發(fā)覺質(zhì)子的試驗,由此可知,該試驗發(fā)覺了質(zhì)子,圖中A為α粒子,B為氮氣,其核反應(yīng)方程為

24He答案質(zhì)子α氮24He10.(10分)在鈾核裂變成鋇和氪的裂變反應(yīng)中,質(zhì)量虧損Δm=0.2153u,那么,一個鈾核裂變釋放的能量為,反應(yīng)中平均每個核子釋放的能量為。

解析由愛因斯坦質(zhì)能方程,可求得鈾核裂變時放出的能量。ΔE=Δmc2=0.2153×931.5MeV=200.6MeV鈾核中含有235個核子,所以平均每個核子放出的能量為:200.6235MeV=答案200.6MeV0.85MeV三、解答題(本題共3小題,共34分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計算的題,答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)11.(10分)放射性同位素C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”,它可以用來判定古生物體的年頭,此項探討獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎。(1)宇宙射線中高能量的中子遇到空氣中的氮原子后,會形成很不穩(wěn)定的

614C,它很(2)若測得一古生物遺骸中的

614C含量只有活體中的12解析(1)此衰變的核反應(yīng)方程:

7(2)活體中的

614C含量不變,生物死亡后,遺骸中的

614C按其半衰期改變,設(shè)活體中

614C的含量為NN=12tτN0,即0.所以tτ=3,τ=5730年,t=答案(1)7(2)17190年12.(12分)92238U經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)?1)求總共經(jīng)過幾次α衰變和幾次β衰變?(2)82206Pb與(3)寫出這一衰變過程的方程。解析(1)設(shè)

92238U衰變?yōu)?/p>

82206Pb經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變。由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得238=206+4x①92=82聯(lián)立①②解得x=8,y=6,即總共經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變。(2)由于每發(fā)生一次α衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均削減2,每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)削減1,而質(zhì)子數(shù)增加1,故

82206Pb較(3)核反應(yīng)方程為

92238U→82206Pb答案(1)86(2)1022(3)92238U→82206Pb13.(12分)用中子轟擊鋰核(36Li)發(fā)生核反應(yīng),生成氚核(1(1)寫出核反應(yīng)方程;(2)求出質(zhì)量虧損;(3)若中子和鋰核是以等值反向的動量相碰,則氚核和α粒子的動能之比是多少?(4)α粒子的動能是多大?解析(1)核反應(yīng)方程為

36Li+01n(2)依據(jù)ΔE=Δm·93